Подзолистые почвы приурочены к таёжно-лесной зоне. Они широко распространены в северной и средней подзонах таёжно-лесной зоны. Занимают площадь около 132 млн. га.
Факторы почвообразования
Климат
Климат зоны распространения подзолистых почв умеренно влажный. В год выпадает 350-700 мм осадков. Продолжительность периодов с температурой > 10 °C 40-155 дней. Сумма температур за этот период 400-2450 °C. Коэффициент увлажнения (КУ > 1). Тип водного режима промывной, т.е. происходит ежегодное промачивание почвенного профиля до грунтовых вод.
Растительность
Подзолистые почвы формируются под хвойными лесами с моховым или мохово-лишайниковым наземным покровом (без участия трав).
Почвообразующие породы
Почвообразующими породами для подзолистых почв являются моренные, флювиогляциальные и озёрно-ледниковые отложения, как правило, бескарбонатные.
Рельеф
Подзолистые почвы формируются на плоских слабоволнистых равнинах с преобладанием ледниковых форм рельефа (конечные морены, камы, озы и другие образования).
Генезис (процессы почвообразования)
Происхождение подзолистых почв связано с деятельностью трёх элементарных почвообразовательных процессов: подзолистого процесса, оглеения и лессиважа. При этом подзолистый процесс является основным.
Подзолистый процесс
Необходимые условия для подзолообразования:
- Промывной тип водного режима,
- Бедность карбонатами или полное их отсутствие в почвообразующей породе,
- Разложение растительных остатков на поверхности почвы.
Подзолистый процесс: разрушение первичных и вторичных минералов в верхней части почвенного профиля и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды.
Механизм протекания подзолистого процесса: На поверхности почвы формируется лесная подстилка из остатков древесной и мохово-лишайниковой растительности. По химическому составу растительный опад беден азотом и зольными элементами питания, в нём содержится большое количество лигнина, восков, смол и дубильных веществ. Разложение подстилки осуществляется грибной микрофлорой. В результате образуется много низкомолекулярных органических кислот (НОК) и высокомолекулярных агрессивных фульвокислот.
Образующиеся кислые продукты частично нейтрализуются основаниями, образовавшимися в результате разложения подстилки, а в большем количестве мигрируют с нисходящим током воды в нижележащие горизонты и взаимодействуют с минеральной частью почвы.
1) Водородный ион кислот вступает в обменные реакции с основаниями почвенного поглощающего комплекса и вытесняет их из почвы.
2) По мере усиления кислой реакции органические кислоты начинают растворять, содержащиеся в верхнем слое оксиды Al, Mn и Fe. Образующиеся органо-минеральные комплексы в кислой среде очень подвижны и мигрируют вниз по профилю.
3) В результате кислотного гидролиза первичных и вторичных силикатов и алюмосиликатов образуются гидроксиды Si, Al и Fe. Полуторные оксиды интенсивно вымываются, аморфный кремнезём вымывается слабее и постепенно превращается во вторичный кварц.
Разрушаются прежде всего илистые частицы, в результате чего образуется подзолистый горизонт А2, для которого характерны:
- светло-серая или белёсая окраска, вследствие выноса Al и Fe и накопления остаточного кремнезёма;
- обеднённость элементами питания, полуторными оксидами и илистой фракцией;
- бесструктурность в песчаных почвах или пластинчато-листоватая структура в почвах тяжёлого гранулометрического состава.
Дальнейшая судьба вынесенных из подзолистого горизонта веществ:
1) Часть минеральных солей (фосфатов, сульфатов, бикарбонатов) используется растениями и вновь включается в биологический круговорот;
2) Некоторая часть минеральных солей, которые не успели поглотиться корневой системой растений и наиболее подвижные органические соединения одно- и двухвалентных катионов вымываются из почвенного профиля в грунтовые воды;
3) Значительная часть органо-минеральных и минеральных продуктов разрушения выпадает из раствора, закрепляется ниже подзолистого горизонта, образуя иллювиальный горизонт (В) - горизонт вмывания или накопления, который постепенно переходит в материнскую породу.
Процесс осаждения обусловлен разными причинами: разложением органических соединений, изменением реакции среды, наличием оснований, механическим поглощением, взаимным связыванием противоположно заряженных коллоидов и т.д.
Иллювиальный горизонт характеризуется более тёмной окраской по сравнению с материнской породой, наличием новообразований; обогащённостью илистыми частицами, полуторными оксидами и другими веществами.
Факторы, сдерживающие интенсивность подзолообразования:
1) Карбонатность материнских пород. При этом роль карбонатов Ca и Mg многообразна:
а) карбонаты нейтрализуют органические кислоты,
б) катионы Ca и Mg вызывают коагуляцию органических соединений гидроксидов Al и Fe, препятствуя их вымыванию,
в) карбонаты способствуют изменению микробного населения почв. Увеличивается количество бактерий, что приводит к образованию более устойчивых форм гумуса и менее кислых продуктов разложения.
2) Состав древесных пород. Оподзаливание под лиственными породами идёи слабее, чем под хвойными.
Строение профиля
Профиль подзолистых почв резко расчленен на генетические горизонты:
А0 + (А0А1)(А1А2) + А2 + (A2B) + B + C
А0 —лесная подстилка мощностью 3—6 см.
A0A1—грубогумусовый горизонт представлен слоем грубого гумуса (1-5 см) или А1А2, мощностью 1-5 см.
А2 — подзолистый (элювиальный) горизонт белесого, светло-серого или палевого цвета; имеет пластинчато-листоватую структуру или бесструктурный. В нижней части встречаются железо-марганцевые конкреции, а в глеево-подзолистых почвах – оглеенные сизоватые пятна. Часто заходит в нижележащий горизонт белесоватыми языками и карманами, образуя переходный горизонт А2В.
В – иллювиальный горизонт бурой, желто-бурой или красно-бурой окраски, обычно самый плотный в профиле. В глинистых и суглинистых почвах текстурный по генезису, ореховато-призматический или призматический. В верхней части горизонта по граням структурных отдельностей имеется белесая присыпка в пределах всего горизонта, коричневатые натеки на гранях структурных отдельностей, часто содержится много новообразований железа и марганца. По морфологическим признакам может подразделяться на подгоризонты B1 и В2. В иллювиально-гумусовых подзолистых почвах этот горизонт благодаря значительному накоплению гумуса окрашен в коричневый или кофейный цвет – Bh (BHF). В глеево-подзолистых почвах в нем появляются голубовато-сизые пятна, а по трещинам и ходам корней— яркие ржаво-охристые прожилки и пятна – Bg (BHFg). Горизонт В обычно постепенно через ВС переходит в материнскую породу.
С – материнская порода различного гранулометрического состава и генезиса
Классификация
Тип подзолистых почв делится на 2 подтипа:
Подзолистые и Глееподзолистые почвы
с отчётливо выраженным оглеением верхней части профиля.
Подтипы делятся на роды:
обычные
формируются на бескарбонатных суглинках с наиболее чётко выраженными подтиповыми признаками
остаточно-карбонатные
формируются на карбонатных моренах
контактно-глеевые
формируются на двучленных наносах. На границе смены породы лёгкого гранулометрического состава на породу тяжёлого гранулометрического состава. служащую временным водоупором, возникает горизонт периодического увлажнения и оглеения
иллювиально-железистые
формируются на песчаных породах. Горизонт Bfe имеет ярко охристую окраску, связанную с наличием несиликатных форм Fe(III).
иллювиально-гумусовые
формируются на песчаных породах. Горизонт Bh имеет коричневую (кофейную) окраску, связанную с наличием органо-минеральных соединений.
слабодифференцированные
формируются на сухих рыхлых песках. У этих почв слабо выражены типовые признаки, так как профиль практически не дифференцирован на горизонты.
Виды:
По степени подзолистости:
По глубине оподзаливания:
Свойства подзолистых почв
- По гранулометрическому составу почвы глинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные. В глинистых и суглинистых разновидностях гранулометрический состав по профилю неоднороден: верхняя часть профиля по сравнению со средней частью и материнской породой обеднена тонкодисперсной фракцией (илом, коллоидами), вследствие их разрушения и относительного обогащения песчаными и пылеватыми частицами. В лёгких почвах эти дифференциация проявляется слабо.
- Минералогический состав почв представлен в основном первичными минералами (кварц, полевые шпаты, слюды). Из вторичных присутствуют гидрослюды, минералы монтмориллонитовой группы, аморфные полуторные оксиды и немного каолинита.
- Валовой химический состав почвенного профиля неоднороден. Верхняя часть профиля обеднена соединениями железа и алюминия и относительно обогащена кремнеземом вследствие разрушения здесь алюмосиликатов и вымывания продуктов разрушения в иллювиальную часть профиля.
- Тип гумусового профиля - грубогумусовый или иллювиально-гумусовый, в зависимости от рода почв. Содержание органических веществ в А0 достигает нескольких десятков процентов. В нижележащих горизонтах количество гумуса уменьшается до 4-8% (горизонт A0А1) и до 1-3% (горизонт A1А2), менее 1% (горизонт А2). В горизонте Bh может достигать 4-10%.
- Реакция среды кислая или сильнокислая. рН(KCl) обычно ниже 4,0-4,5. С глубиной степень кислотности, как правило, понижается.
- Ёмкость катионного обмена (ЕКО) в минеральных горизонтах не высокая (от 2-4 ммоль/100 г в песчаных почвах до 12-17 ммоль/100 г в суглинистых почвах. Это обусловлено а) небольшим количеством гумуса, б) фульватным характером гумуса, в) обеднённостью верхней части профиля илом и коллоидами. Наименьшая ёмкость поглощения присуща подзолистому горизонту, наибольшая - иллювиальному. В составе поглощённых катионов H+, Al3+, Ca2+,Mg2+. При этом в верхних горизонтах преобладают H+, Al3+. Степень насыщенности почв основаниями (V, %) менее 50 %, с глубиной она возрастает.
- Почвы бедны азотом и фосфором, особенно формами, легкодоступными для растений (в А2 N<0,03 %, P2O5<0,02 %). K2O - 1-2 %, однако он почти полностью сосредоточен в составе минералов (в полевых шпатах и гидрослюдах).
- Физические свойства подзолистых почв не благоприятны. Структура А2 плитчатая, листоватая, либо вообще отсутствует, не обладает водопрочностью. Иллювиальный горизонт отличается повышенной плотностью и незначительной пористостью, очень часто служит водоупором для осадков.
Агрономическая оценка
Природное плодородие подзолистых почв очень низкое. В настоящее время осваивать и окультуривать подзолистые почвы нет нужды, так как они требуют крупных денежных вложений.
Основные мероприятия:
- Сведение леса, раскорчёвка пней и планировка поверхности
- Уборка валунов
- Мелиоративные работы по регулированию водного режима
- Известкование почв для создания благоприятной реакции среды
- Внесение больших доз органических удобрений для создания гумусированного пахотного слоя
- Систематическое внесение минеральных удобрений
- Улучшение физических свойств (обработка почвы, посев многолетних трав и т.д.)